第四章三相感应电动机解读.ppt

感应电机分类 三相感应电动机的结构 三相感应电动机的结构 感应电机铭牌 感应电机额定值 感应电机的基本工作原理 感应电机的基本工作原理 交流电机的共同问题 4－2交流电机的电枢绕组 异步电动机的参数测定 转差率 切割磁力线是产生转子感应电流和电磁转矩的必要条件。 转子必须与旋转磁场保持一定的速度差，才可能切割磁力线。 旋转磁场的转速用n1表示，称为同步转速；转子的实际转速用n表示，转差Δn=n1-n。 转差率是异步电动机的一个基本变量，在分析异步电动机运行时有着重要的地位。 转差率： 起动瞬间，n = 0,s=1 理想空载运行时：n=n1,s=0 作为电动机运行时，s 的范围在0--1之间。 转差率一般很小，如 s = 0.03。 制动运行时，电磁转矩方向与转速方向相反，即n1与n反向，s1 发电运行时，n 高于同步转速n1, s0. S值与电机运行状态的关系 消除5次谐波的跨距选择 短距绕组往往采用 , 主要考虑同时减小5次、7次谐波。 对于5次谐波， 选用 对于7次谐波， 选用 （2）采用分布绕组 就分布绕组来说， 每极每相槽数q越多， 抑制谐波电动势的效果越好， 但q增多， 意味总槽数增多， 电机成本提高。 采用分布绕组 采用短距和分布绕组的方法主要针对齿谐波以外的一般高次谐波， 对于齿谐波，它的绕组系数等于基波绕组系数， 不能采用通用的短距和分布绕组的方法。 对于齿谐波， 可采用斜槽， 采用分数槽的方法进行消除。 另外也可在电机设计过程中， 通过减小槽开口和槽形设计等方法进行高次谐波的减弱或消除。 齿谐波的消除 §4－4交流绕组建立的磁动势 一、交流电机定子单相绕组的磁势 1、单个整距集中绕组的磁势 一个整距线圈在异步电机中产生的磁势 磁力线穿过转子铁心，定子铁心和两个气隙 相对于气隙而言，由于铁心磁导率极大，其上消耗的磁势降可以忽略不计 ，线圈在一个气隙上施加的磁势为： 如果通过线圈的电流为正弦波， 则矩形波的高度也将按正弦变化。 一个位置固定，幅值随时间按整弦变化，矩形脉振磁势。 矩形脉振磁势 脉振磁势可以表示为 为幅值 按照富立叶级数分解的方法可以把矩形波分解为基波和一系列谐波 基波幅值为： 高次谐波的幅值为 矩形波脉振磁势的分解 基波在空间按正弦分布；在时间上，任何一个位置的磁势都按正弦变化。所以基波是一个正弦分布的正弦脉振磁势。其表达式为： 2、 （1）整距分布绕组的磁势 由q个线圈构成的线圈组，由于线圈与线圈之间错开一个槽距角，称为分布绕组。 取单个线圈的基波进行分析（为正弦脉振磁势），q个正弦脉振磁势在空间依次错开一个槽距角； 线圈组的磁势为： （2）双层短距绕组的磁势 双层整距绕组可以等效为两个整距单层绕组 两个等效单层绕组在空间分布上错开一定的角度，这个角度等于短距角； 双层短距绕组的磁势等于错开一个短距角的两个单层绕组的磁势在空间叠加。 双层短距绕组的磁势为： 如果只看每对极产生的磁动势， 与上面的两极电机完全一样， 所以多极电机只研究每对极磁动势就行了。 一相绕组的总磁动势平均作用于各个磁极， 单相绕组磁动势， 不是一相绕组的总磁动势， 而是作用于一个磁极的磁动势。 -900 900 2700 3、 单相绕组磁势的统一表达式 为了统一表示相绕组的磁势，引入每相电流I、每相串联匝数N1等概念。 统一公式： 单相绕组产生的基波磁势仍然是正弦脉振磁势，磁势幅值位置与绕组轴线重合，时间上按正弦规律脉振。 单相绕组产生的谐波磁势也是正弦脉振磁势，时间上按正弦规律脉振。 考虑单相绕组电流产生的谐波磁势， 其统一表达式为： 二、三相基波旋转磁势 单相正弦脉振磁势的分解： 设A相绕组通过电流： 其基波磁势为: F＋最高点的运行轨迹为x＝?t ，即最高点的位置随时间以角速度ω运动。 F－最高点的运行轨迹为x＝－?t ，即最高点的位置随时间以角速度－ω运动。 F+波是一个旋转波，在气隙空间以角度速ω旋转，转速为： 单相正弦脉动磁势可以分解为两个转向相反的旋转磁势。 三相基波磁势合成旋转磁势 三相对称电流： 三相对称电流通过三相对称绕组时各自产生的磁势： 三相合成磁势为 三相对称交流绕组通过三相对称电流时将产生旋转磁势。 关于旋转磁势的进一步讨论 三相对称交流绕组通过三相对称交流电流时，三个反向旋转磁势在空间错开120电角度相互抵消，三个正向旋转磁势在空间同相位，合成一个圆形旋转磁势。 圆形旋转磁势的幅值为： 圆形旋转磁势的转速为： 当某相电流达到最大值时，旋转磁势的波幅刚好转到该线绕组的轴线上，旋转磁势的转向:由带有超前电流的相转向带有滞后电流的相。 改变旋转磁场